CN103147150B - 网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法 - Google Patents

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Abstract

网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法，本发明采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂，其特征是将纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合，混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀，拌匀的混合料经双螺杆挤出机进行挤出造粒，获得共混物粒料；共混物粒料经单螺杆挤出机熔融挤出，熔融挤出的初生单丝经过冷却和预牵伸，预牵伸单丝经两次热牵伸后采用高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束经分丝机分丝为网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝。

Description

网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法
技术领域
本发明涉及水产技术领域中网箱与拖网渔具用单丝的制备方法。
背景技术
农业科学水产技术领域中的水产养殖网箱与拖网渔具为人类获得水产蛋白质发挥了重要作用。水产养殖网箱箱体与拖网渔具制作用基体纤维材料的耐磨性、断裂强度和适配性优劣对网箱与拖网渔具作业中的原材料消耗以及碳排放有着十分重要的影响，以耐磨、高强和适配性好的基体纤维材料制作的网箱箱体与拖网渔具在渔业生产中可实现网箱与拖网渔具作业的降耗减排，可发展低碳型和气候友好型水产网箱养殖业及远洋拖网渔业。普通乙纶单丝（简称PE单丝）为现有水产技术领域网箱箱体与拖网渔具制作用主要基体纤维材料。现有水产技术领域网箱箱体与拖网渔具制作用普通PE单丝以高密度聚乙烯（HDPE）树脂为原料、纺丝加热介质为水、采用传统的熔融纺丝工艺，导致普通PE单丝存在耐磨性较差、断裂强度较低以及适配性较差的缺陷。由于普通PE单丝的断裂强度低，导致普通PE单丝下游（即后道工序）网箱箱体与拖网渔具产品在渔业生产中易破损，给网箱箱体与拖网渔具用户造成重大损失，因此，普通PE单丝还存在耐磨性较差、断裂强度较低以及适配性较差的缺陷，难以满足现代水产技术领域网箱箱体与拖网渔具降耗减排、发展低碳渔业的迫切需要。为适应降耗减排以及低碳渔业的发展需要，水产技术领域迫切需要耐磨性好、断裂强度高以及适配性好的网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝制备方法，以制备出耐磨性好、断裂强度高以及适配性好的网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝，但现有水产技术领域还没有基于降耗减排的网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法，因此，网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝制备方法成为现有水产技术领域迫切需要解决的技术难题。网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝制备方法技术难题的解决不但对提高网箱箱体与拖网渔具的安全性、增加网箱箱体与拖网渔具的抗风浪性能、提升网箱设施与拖网渔具装备水平、降低网箱箱体与拖网渔具的原材料消耗、减少网箱与拖网渔具作业中的碳排放，而且对提高网箱与拖网渔具综合效益具有重大意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种基于降耗减排的网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法，以降低水产养殖网箱箱体与拖网渔具的原材料消耗、减少网箱与拖网渔具作业中的碳排放、提高网箱箱体与拖网渔具的安全性、增加网箱箱体与拖网渔具的抗风浪性能、提升网箱设施与拖网渔具装备水平、提高网箱箱体与拖网渔具综合效益、推动网箱与拖网渔具生产降耗减排、发展低碳渔业。
本发明的技术方案采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂，其特征是将过筛处理后纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合，纺丝级干燥HDPE树脂熔融指数应满足0.6g/10min-1.5g/10min；纳米级干燥ZnO的平均粒径小于40nm，添加量为纺丝级干燥HDPE树脂重量的4.6‰-5.2‰；纺丝用松节油助剂添加量为纺丝级干燥HDPE树脂重量的0.3%-0.4%；纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀为止，拌匀后的混合料经双螺杆挤出机进行两次挤出造粒，获得共混物粒料；共混物粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区的温控范围为分别为176℃-181℃、243℃-247℃、264℃-268℃、274℃-279℃熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温25℃-33℃冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸单丝经95℃-98℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、109℃-113℃高温第二牵伸热油浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，高温第二牵伸热油浴槽以食用植物油或乙二醇作为牵伸加热介质，预牵伸单丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在9.0倍-11.6倍后采用5.5kg/cm2-6.0kg/cm2高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束在分丝张力为单丝断裂强力的15%-25%下经分丝机分丝为网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝。
本发明的突出特点是将特殊的纺丝工艺和特殊的改性技术有效地结合起来，本发明在纺丝级干燥HDPE树脂母料中添加特殊比例的纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂，通过双螺杆挤出机共混造粒后再采用特殊纺丝工艺制备出适合水产技术领域降耗减排的网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法，在确保单丝制备过程中出丝正常、牵伸顺利的同时，提高了产出单丝的可纺性、耐磨性和断裂强度，形成了网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝制备方法。本发明采用的特殊纺丝工艺提高了产出单丝的耐磨性和断裂强度；本发明特殊比例的纳米级干燥ZnO的添加提高了产出单丝的耐磨性和断裂强度。本发明加工的网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝产品较现有技术领域普通乙纶单丝具有综合性能优势，而且大大提高了其下游网箱箱体与拖网渔具产品的综合性能。以本发明降耗减排单丝制作的网箱箱体与拖网渔具产品的渔用适配性好、性价比高。相关耐磨试验及渔业生产试验结果表明，在其它条件相同的前提下，以本发明技术方案加工的网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝的耐磨性好，网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝的耐磨性优于普通乙纶单丝。相关物理机械性能试验结果表明，采用本方法加工的直径为0.19mm单丝的网箱箱体与拖网渔具单丝的断裂强度、断裂伸长率分别为76.4cN/tex、10%；网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝的断裂强度可较现有SC5005《渔用乙纶单丝》标准优等品指标提高36.4%；网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝的断裂伸长率为10%，这完全符合高性能网箱箱体与拖网渔具加工用单丝断裂伸长率的要求。在网目断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，若以本发明方法加工单丝的下游降耗减排单丝网片产品来替代网目大小相同的普通渔用乙纶单丝网片，可使网片目脚粗度减小、网片耐磨性提高、相同面积和相同缩结系数下网片重量减轻、相同面积和相同缩结系数下网片原材料消耗减少。在网目断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，以本方法加工单丝的下游降耗减排单丝网片产品来替代网目大小相同的普通渔用乙纶单丝网片，可使相同面积、相同缩结系数和相同拖曳条件下网片拖曳所需的能耗和水阻力减小，网片装备后的网箱与拖网渔具作业中的能耗和水阻力减少，从而实现网箱与拖网渔具生产的降耗减排，技术效果显著。在纲索断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，以本方法加工单丝的下游降耗减排单丝纲索产品来替代普通渔用乙纶单丝纲索，可使纲索公称直径减小、纲索线密度减小、纲索重量减轻、纲索耐磨性提高、等长度纲索用原材料消耗减少，可使纲索装备后的网箱与拖网渔具作业中所用能耗减少，使纲索及其装备后网箱箱体与拖网渔具在作业中所受的水阻力减小，从而实现网箱箱体与拖网渔具的降耗减排，具有显著技术效果。
具体实施方式
本发明采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥高密度聚乙烯（HDPE）树脂、纳米级干燥氧化锌（ZnO）（若纳米级干燥ZnO材料受潮，则应进行烘干处理）和纺丝用松节油助剂，本发明将将过筛处理后纺丝级干燥HDPE树脂（若HDPE树脂受潮，则应进行烘干、晒干或风干等干燥处理）、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合，纺丝级干燥HDPE树脂熔融指数应满足0.6g/10min-1.5g/10min；纳米级干燥ZnO的平均粒径小于40nm，添加量为纺丝级干燥HDPE树脂重量的4.6‰-5.2‰；纺丝用松节油助剂添加量为纺丝级干燥HDPE树脂重量的0.3%-0.4%；纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀为止，拌匀后的混合料经双螺杆挤出机进行两次挤出造粒，获得PE/ZnO共混物粒料；PE/ZnO共混物粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区的温控范围为分别为176℃-181℃、243℃-247℃、264℃-268℃、274℃-279℃熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温25℃-33℃冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸单丝经95℃-98℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、109℃-113℃高温第二牵伸热油浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，高温第二牵伸热油浴槽以食用植物油或乙二醇作为牵伸加热介质，预牵伸单丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在9.0倍-11.6倍后采用5.5kg/cm2-6.0kg/cm2高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束在分丝张力为单丝断裂强力的15%-25%下经分丝机分丝为网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝。

Claims (1)

1.网箱箱体与拖网渔具用单丝制备方法，采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂，其特征是将过筛处理后纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合，纺丝级干燥HDPE树脂熔融指数应满足0.6g/10min-1.5g/10min；纳米级干燥ZnO的平均粒径小于40nm，添加量为纺丝级干燥HDPE树脂重量的4.6‰-5.2‰；纺丝用松节油助剂添加量为纺丝级干燥HDPE树脂重量的0.3%-0.4%；纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥ZnO和纺丝用松节油助剂混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀为止，拌匀后的混合料经双螺杆挤出机进行两次挤出造粒，获得共混物粒料；共混物粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区的温控范围分别为176℃-181℃、243℃-247℃、264℃-268℃、274℃-279℃熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温25℃-33℃冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸单丝经95℃-98℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、109℃-113℃高温第二牵伸热油浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，高温第二牵伸热油浴槽以食用植物油或乙二醇作为牵伸加热介质，预牵伸单丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在9.0倍-11.6倍后采用5.5kg/cm2-6.0kg/cm2高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束在分丝张力为单丝断裂强力的15%-25%下经分丝机分丝为网箱箱体与拖网渔具用降耗减排单丝。 
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